Első alkalommal sikerült egy matematikai fejtörőt élő, baktériumok alkotta számítógéppel megoldani. Bár az E. coli baktériumokon alapuló számítógép inkább csak egy koncepció igazolása, mint gyakorlatban is alkalmazható eszköz, egy nap eljöhet az élő számítógépek ideje is, mivel bennük rejlik a lehetőség, hogy a szilícium alapú számítógépeknél gyorsabban oldják meg az összetett matematikai problémákat.

Hirdetés

"A DNS számítási adottságai messze meghaladják minden más anyagét" - mondta Karmella Haynes, a tanulmány vezetője, az amerikai Davidson College kutatója. "Ha sikerül kideríteni, hogyan növelhetjük a gyakorlati kapacitásukat, akkor sokkal nagyobb számítási teljesítmény állna a rendelkezésünkre"

Az E. coli számítógép a "megégett palacsinta problémát" oldotta meg, ami így szól: Képzeljük el, hogy egy étterem tulajdonosaiként van egy jókora tál palacsintánk, mind különböző méretűek, abban azonban megegyeznek, hogy az egyik oldaluk aranybarna, míg a másik kissé megégett. A cél egy piramis létrehozása, azaz a legnagyobb palacsintának kell legalulra kerülnie, majd nagyság szerint szép sorban következik a többi, egészen a legkisebbig, ennek kell a halom tetejére kerülnie. Ezenfelül, hogy mutatós legyen, a piramis összes palacsintájának az aranybarna oldalával felfelé kell lennie. A rendezgetést egy lapáttal végezhetjük el, bárhol benyúlhatunk a kupacba, viszont ha felemeljük, akkor csak egy fordítás árán tudjuk visszahelyezni a palacsintákat a tálra, ami egyrészt a sorrendet, másrészt a megégett oldal hollétét is változtatja. A cél természetesen a lehető legkevesebb forgatással elérni a kívánt vevőcsalogató sorrendet.

Ha csak három-négy palacsintánk van, akkor viszonylag egyszerű a megoldás, számuk növekedésével azonban rohamosan nő a lehetséges megoldások száma. Hat palacsintával már 46080 lehetséges megoldás van, míg tizenkettő esetében 1,9 billió. Nincs egyenlet ami megadná a megoldást, ezért a palacsinták összes lehetséges elrendezését végig kell próbálnia a számítógépnek.

Egy hagyományos szilícium alapú számítógép végig is megy az összes megoldáson, egy biológiai alapú rendszerben azonban minden baktérium egy külön kis számítógép, melyek csak egy-egy részén dolgoznak a problémának, ezt viszont egyszerre, egymással párhuzamban teszik. Mivel egy egymillió baktériumból álló számítógép egyetlen vízcseppben elfér, együttes munkájuk hihetetlen mértékben fel tudná gyorsítani a számításokat. A párhuzamos számítások mellett a baktériumok elméletileg alkalmazhatnak javító mechanizmusokat is, és képesek lehetnek a feladat ismétlődésével egyenes arányban fejlődni a probléma megoldásában.

Az E.coli persze nem palacsintákat forgat, hanem DNS-ének egy-egy szakaszát, a forgatáshoz használt "lapát" pedig egy protein, a flagellin, amit egy másik baktériumtól, a szalmonellától vettek kölcsön és injektáltak az E. coli baktériumba. A szalmonellában a flagellin ki/be kapcsolóként tevékenykedik, meghatározva, hogy két protein közül melyiket kell termelnie a baktériumnak az elrejtőzéshez, ezáltal az életbemaradáshoz, amikor megfertőz egy organizmust. A számítógép esetében a proteinek ellenállóvá teszik az E. coli baktériumokat egy antibiotikummal szemben, ami szintén az élő számítógép része, ezzel szűrik ki a rossz megoldásokat, a flagellin ugyanis csak akkor aktiválódik és tartja életben a baktériumokat, amennyiben megfejtik a problémát.

Ha egy baktérium rossz megoldást ad, például nem a megfelelő sorrendbe fordítja a palacsintákat, az antibiotikum megöli. Eddig a számítógépnek egy két palacsintás feladványt sikerült megoldania, ami valljuk meg nem túl bonyolult. Haynes szerint nagyon nehéz olyan baktériumot létrehozni, ami lényegesen nagyobb számú palacsintával is megoldja a problémát, viszont ha sikerül, akkor egy rendkívül olcsó számítástechnikai erőforráshoz juthatunk, reprodukálásukhoz csak egy kanál cukor kell.

A bakteriális szuperszámítógépekre azonban, mint oly sok ígéretes dologra, még várnunk kell. Tom Knight, az MIT szintetikus biológusa szerint a bakteriális számítógép a biológiai számítások terén bír majd nagy jelentőséggel, ez azonban korántsem jelent összetett számításokat, például képes lesz megmondani a kutatóknak hányszor találkoztak egy bizonyos kémiai anyaggal. "Ettől még nem fog gyorsabban futni az Xboxunk" - mondta Knight.

Laptopok Már 49 900 Ft-tól!	E-book olvasók Már 17 043 Ft-tól!	Tablet PC-k Már 23 140 Ft-tól!	LCD monitorok Már 19 800 Ft-tól!
részletek »	részletek »	részletek »	részletek »